為(wei)了避免冷裂紋的產生和改善焊(han)(han)(han)接接頭力學(xue)性能，施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)過程中(zhong)應采取焊(han)(han)(han)前預熱(re)(re)，控制層(ceng)間溫(wen)度，進行準確(que)的后熱(re)(re)和焊(han)(han)(han)后熱(re)(re)處理等措施(shi)(shi)。
焊接低、中合金調質結構鋼的原則，也適用于馬(ma)氏體不銹鋼的焊接。為了獲得優質的焊接接頭，應注意下列焊接工藝特點：
1. 控制焊(han)縫金屬的化學成分
焊(han)(han)縫金屬的化學(xue)成(cheng)分(fen)主要取決于焊(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)。為了保證焊(han)(han)接結構的使用(yong)性能，焊(han)(han)縫金屬可以通過(guo)兩個途徑獲得：一是采(cai)用(yong)與母材(cai)(cai)金屬的化學(xue)成(cheng)分(fen)相(xiang)同或相(xiang)接近的焊(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)；二是采(cai)用(yong)與母材(cai)(cai)金屬化學(xue)成(cheng)分(fen)完全(quan)不同的焊(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)奧氏體不銹鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。
用(yong)與母(mu)材成分(fen)相同或相近的焊(han)接(jie)材料施焊(han)時，焊(han)縫(feng)與熱影響區(qu)將硬化變脆(cui)，有(you)很高的冷裂(lie)(lie)紋傾向。為了防止冷裂(lie)(lie)紋產生，對于材料厚(hou)度大于2mm的焊(han)件通(tong)常(chang)要進(jin)(jin)行預熱，焊(han)后(hou)要緩冷并還要進(jin)(jin)行熱處(chu)理(li)，以消除焊(han)接(jie)應(ying)力，從而有(you)助于提高焊(han)接(jie)接(jie)頭性能。
當焊(han)接(jie)(jie)(jie)構件不能(neng)進(jin)(jin)行預熱或(huo)不便進(jin)(jin)行熱處(chu)理時，可以(yi)(yi)使(shi)用(yong)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)化學成(cheng)(cheng)分不同(tong)的(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料進(jin)(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)。其焊(han)縫(feng)金屬為(wei)奧氏(shi)體組(zu)織，焊(han)縫(feng)具(ju)有(you)較高的(de)塑性(xing)和韌性(xing)，它能(neng)松弛焊(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力，并(bing)能(neng)夠溶(rong)入(ru)較多的(de)固溶(rong)氫，所以(yi)(yi)能(neng)降低(di)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭形成(cheng)(cheng)冷裂紋的(de)傾向。但是這(zhe)種焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭材(cai)(cai)質不均(jun)勻，焊(han)縫(feng)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)的(de)膨脹系數也不相同(tong)，在(zai)循環溫度下長期(qi)工作(zuo)，在(zai)熔合區產生的(de)切應(ying)力可能(neng)會(hui)導致焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)提前失效，應(ying)引起重視。
2. 焊前(qian)預熱(re)和(he)焊后熱(re)處(chu)理(li)
a. 焊前預熱(re)
焊(han)接馬氏體(ti)型(xing)不銹(xiu)鋼時(shi)，若選用與母材(cai)(cai)成分相同的(de)焊(han)接材(cai)(cai)料時(shi)，為了防止焊(han)接接頭形成冷裂(lie)紋，焊(han)前必(bi)須預熱(re)。預熱(re)溫度一(yi)般在200～260℃之(zhi)間，且最好不要高(gao)于該牌號的(de)馬氏體(ti)開(kai)始轉變溫度。
預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)選擇(ze)與材料厚度(du)、填充金屬種類、焊接方法和構件的(de)(de)拘束程(cheng)度(du)有關(guan)。其中與鋼的(de)(de)碳含量(liang)(liang)(liang)關(guan)系最大。當(dang)碳的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)小于0.1％時(shi)，預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)可(ke)小于200℃；碳的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)為0.1％～0.2％時(shi)，預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)為200～250℃；當(dang)含碳的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)大于0.2％時(shi)，除預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)要適當(dang)提高外，還必須(xu)考慮保證多層(ceng)焊時(shi)的(de)(de)層(ceng)間溫(wen)度(du)。
無(wu)論(lun)采(cai)用(yong)哪種熔(rong)焊方法，焊前需預(yu)熱(re)，預(yu)熱(re)溫度(du)與(yu)鋼(gang)中碳含量有關，見表4-47。
馬(ma)氏體型不銹鋼的預熱溫度不宜過(guo)高，否(fou)則將(jiang)使奧氏體晶粒粗大，并且隨冷卻速度降低(di)，還(huan)會形成粗大鐵素體加晶界碳化物組織，使焊接接頭塑性和(he)強度均(jun)有所下降。
b. 焊后熱處理（回火處理）
焊(han)(han)后熱(re)處理(li)前(qian)對(dui)(dui)焊(han)(han)件溫度有嚴(yan)格的(de)(de)要求：焊(han)(han)件焊(han)(han)后不可(ke)(ke)隨(sui)意從焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)溫度直接(jie)(jie)(jie)升(sheng)溫進(jin)行回(hui)火熱(re)處理(li)。這是(shi)因為(wei)(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程中形(xing)成(cheng)的(de)(de)奧氏體(ti)尚未完全(quan)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)馬氏體(ti)，其未分(fen)解的(de)(de)奧氏體(ti)在(zai)立即升(sheng)溫回(hui)火熱(re)處理(li)溫度的(de)(de)過(guo)程中，會(hui)發生珠光(guang)體(ti)轉(zhuan)變(bian)，或者(zhe)成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物沿奧氏體(ti)晶界沉淀，產生粗大(da)鐵素體(ti)加碳(tan)(tan)化(hua)物組(zu)織，從而(er)嚴(yan)重地降(jiang)低焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)韌(ren)性(xing)，也(ye)(ye)影響強度，還易使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)脆(cui)斷(duan)且對(dui)(dui)耐蝕性(xing)也(ye)(ye)不利(li)。如(ru)果焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)焊(han)(han)后空冷(leng)到室溫后再進(jin)行熱(re)處理(li)，則馬氏體(ti)不銹耐熱(re)鋼會(hui)出現空氣(qi)淬硬(ying)傾向，造成(cheng)常溫塑性(xing)降(jiang)低，并且在(zai)常溫下殘留的(de)(de)奧氏體(ti)將繼續轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)馬氏體(ti)組(zu)織，使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)變(bian)得又(you)硬(ying)又(you)脆(cui)，組(zu)織應力也(ye)(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)大(da)；若再加上擴散(san)氫的(de)(de)聚集，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)就(jiu)有可(ke)(ke)能產生冷(leng)裂紋(wen)。正(zheng)確的(de)(de)方法是(shi)，回(hui)火前(qian)使(shi)焊(han)(han)件適(shi)當冷(leng)卻，讓焊(han)(han)縫和熱(re)影響區的(de)(de)奧氏體(ti)基本分(fen)解為(wei)(wei)馬氏體(ti)組(zu)織。
對于剛度(du)小的焊接構件，焊后(hou)可冷至(zhi)室溫(wen)后(hou)再進行回火(huo)熱處理。
對(dui)于焊后需(xu)要機械加工的(de)構件，為了得到最低硬度，必須采用(yong)高溫(wen)退火(huo)，退火(huo)溫(wen)度為830～880℃，保溫(wen)2h后爐(lu)冷至650℃，然(ran)后空冷。
對于剛度大的(de)焊(han)接構件，特別是(shi)碳(tan)含量較高時(shi)，需要進行準確的(de)后熱處(chu)理：焊(han)接區空冷至100～150℃，立即(ji)在此溫度保溫1～2h。其(qi)目(mu)的(de)有兩個：一是(shi)讓奧(ao)氏體充(chong)分(fen)(fen)分(fen)(fen)解為馬氏體，又不至于立即(ji)過(guo)分(fen)(fen)脆化；二(er)是(shi)使焊(han)縫中(zhong)氫(qing)向(xiang)外擴散，起(qi)到(dao)消氫(qing)作用。然后加熱至回火溫度，適當(dang)保溫，使馬氏體充(chong)分(fen)(fen)回火得(de)到(dao)理想的(de)回火組織。
焊后回(hui)火熱(re)處理的(de)目的(de)是降(jiang)低焊縫和熱(re)影響區(qu)硬度，改善其(qi)塑(su)性和韌性，同時減少(shao)焊接殘余應力。回(hui)火溫度一般選(xuan)在650～750℃，至少(shao)保溫1h后空冷。
對于高鉻馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼，一般在淬火(huo)加回(hui)火(huo)的調質(zhi)狀態下(xia)焊(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)后經高溫回(hui)火(huo)處理，即可使焊(han)(han)(han)接接頭(tou)具有(you)合格的力學性能；如果鋼材在退火(huo)狀態下(xia)焊(han)(han)(han)接，則焊(han)(han)(han)后會出現不(bu)均(jun)勻的馬(ma)氏(shi)體組織，此時，整個焊(han)(han)(han)件(jian)還需(xu)經過調質(zhi)處理，才(cai)能使焊(han)(han)(han)接接頭(tou)具有(you)均(jun)勻的力學性能。
回火溫度的選擇，應根據工程項目對焊接接頭力學性能和耐蝕性的要求而定，一般選在650～750℃，至少保溫1h后空冷，或者每30mm焊縫保溫1h，隨后空冷。有關焊后熱處理回火溫度對12Cr13和20Cr13鋼焊接熱影響區脆性的影響見表4-48。
3. 焊接方法(fa)的(de)選(xuan)擇
用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)馬氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)時，焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)應選用(yong)低氫型的(de)(de)(de)(de)，在施焊(han)(han)(han)(han)(han)前要進行(xing)高溫烘烤(kao)處理(li)，以(yi)(yi)便徹底消除焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)藥皮中(zhong)的(de)(de)(de)(de)水分，減少焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)區的(de)(de)(de)(de)擴散(san)氫含量和(he)降低冷裂紋的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性。為(wei)了(le)防止過熱，應采(cai)用(yong)小的(de)(de)(de)(de)熱輸入施焊(han)(han)(han)(han)(han)，施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程以(yi)(yi)短弧焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)窄焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)方法(fa)為(wei)佳(jia)。焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)適用(yong)于中(zhong)、厚板的(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。
鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)適用于薄板焊(han)(han)接，采(cai)用直(zhi)流正極性(xing)能提(ti)高(gao)焊(han)(han)接質(zhi)量(liang)，但要(yao)妥善保護好正面和背面焊(han)(han)接溶池，以(yi)防止氧化。用氬弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接薄板時，可以(yi)不(bu)預熱，冷裂紋傾向較小；厚板要(yao)焊(han)(han)前預熱，焊(han)(han)后仍要(yao)高(gao)溫回火。
馬氏體型不銹鋼也可選用CO2氣體保護焊，其冷裂紋傾向小于焊條電弧焊，但仍需進行焊前預熱、后熱和焊后熱處理。
